专利名称：无杆作用缸的制作方法
技术领域：
本发明特别涉及无杆作用缸，其中，安装在缸筒两端的缸盖可以彼此互换和通用。
近年来，无杆作用缸在工厂或类似场合被用作在各种情况下运送工件的一种装置。无杆作用缸与有杆缸相比，可相对于其位移长度减小自身的总长度。因此，无杆作用缸占据的空间较小、易于管理，例如可使之进行高精度定位操作。
如图8所示，传统技术中之无杆作用缸1包括缸筒2、滑台3和一对缸盖4、5。无杆作用缸1具有两排通道8、9，用于允许受压流体从中通过。相应的缸盖4、5设有流体压力进口／出口6a至6f、7a至7f作为受压流体的引导口。
允许受压流体流过的通道8将流体压力进口／出口6a至6f连通。另一通道9将流体压力进口／出口7a至7f连通。此外，通道8、9连通至内部空间，其中，设置在缸筒2中之活塞作往复运动，该活塞在图中未示出。流体压力进口／出口6a至6f之任一口和流体压力进口／出口7a至7f之任一口均设置在相应缸盖4、5的第一主表面。
对于无杆作用缸1，一对流体压力进口／出口6a、7a被选作受压流体的导入口／卸载口。此外，没有用到的其它流体压力进口／出口6b至6f、7b至7f都用柱塞元件堵塞。
滑台3，根据从流体压力进口／出口6a所供给的受压流体的作用，沿图8中箭头A所示方向作直线运动。当受压流体通过流体压力进口／出口7a供给时，滑台3沿图8中箭头B所示方向作直线运动。
但是，对于传统技术中的无杆作用缸1，如上所述，与通道8连通的任一流体压力进口／出口6a至6f之每一口，和与通道9连通的任一流体压力进口／出口7a至7f之每一口，设置在相应缸盖的每一主表面。因此，分别设置在缸盖4和缸盖5内的受压流体通道，相对于缸筒2的短边方向是不对称的。基于此，缸盖4与缸盖5彼此不能互换，因此不能通用。
因此，当使用喷塑模制机制造缸盖时就需要两种模具。此外，需要使用对应于相应模具的钻模。于是，存在钻模调整复杂的问题，从而无杆作用缸整个制造成本高。
此外，需要将两排设置在缸筒2内的通道8、9分别以不同的方式限定。这就产生，使无杆作用缸1在高度方向加大的不利问题，从而不可能满足实现小尺寸的需求。此外，无杆作用缸1的尺寸增大，其安装空间随之增大。
本发明的总目的在于提供一种无杆作用缸，该无杆作用缸可小型化并减小安装空间。
本发明的主要目的在于提供一种无杆作用缸，该无杆作用缸的缸盖可用单一模具制造。
本发明的另一目的在于提供一种无杆作用缸，该无杆作用缸可整体降低无杆作用缸的制造成本，可实现小尺寸和减小安装空间。
本发明的上述目的、特点和优点从结合附图所作的下述说明将变得更为清楚，其中，本发明之一推荐实施例作为图解说明实例示出。
图1示出了本发明一实施例的无杆作用缸的透视图；图2示出了本发明一实施例的缸筒的透视图；图3示出了本发明实施例之缸筒的侧视图；图4示出了沿图1中IV-IV线剖切的无杆作用缸的截面图；图5示出了沿图1中V-V线剖切的无杆作用缸的截面图；图6为放大的截面图，示出了根据本发明实施例设置在无杆作用缸纵向开口附近部分的结构；图7示出了根据本发明实施例无杆作用缸中制出的受压流体通道和流体压力进口／出口透视图，其中部分被省略；图8示出了在传统无杆作用缸中制出的受压流体通道和流体压力进口／出口透视图，其中部分被省略；如图1所示，根据本发明一实施例的无杆作用缸10基本上包括缸筒12；滑台14，设置在缸筒12的上表面部，沿缸筒12的纵向方向作可滑动接触；一对缸盖16a、16b，设置在缸筒12的两端。
缸筒12是模制而成，例如，用金属材料诸如铝或铝合金经拉伸工艺制造而成。如图2和3所示，缸筒12具有沿上表面向两侧缓慢倾斜的上表面部，其制出的较低表面部具有矩形沟槽形轮廓(rectangulargutter-shaped configuration)。
传感器安装长槽18a、18b和中间固定夹具安装长槽19a、19b均设置在缸筒12的两侧，从而这些槽沿缸筒12的纵向延伸(参看图2和3)，其中，传感器安装槽用于设置磁传感器(未示出)以检测活塞50的位置，对此将在后面说明，中间固定夹具安装长槽用于设置中间固定夹具(未示出)。
如图2和3所示，沿缸筒12纵向轴线延伸的孔20在缸筒12内制出。孔20具有本质上为菱形的横截面，其相应各角部制成缓慢过渡的圆弧形轮廓。
沿缸筒12纵向轴线延伸的开口22设置在缸筒12的上表面部。孔20通过开口22与外部连通(参看图3)。流体旁路通道24a、24b，用于集中沿孔20延伸的管路装置，设置在缸筒12内邻近孔20两侧较低处(参看图1)。流体旁路通道24a、24b制成距缸筒12底面的高度尺寸一致。
另一方面，如图2和3所示，带安装槽26a、26b，用于设置上胶带62，在缸筒12的上表面，沿开口22的方向，设置在开口22的两侧，关于胶带将在后面说明。斜面28a、28b具有朝向孔20扩展的预定角度，设置在孔20和开口22间的边界部(参看图2和3)。
螺纹孔30a至30f，用于安装一对缸盖16a、16b，设置在缸筒12两端面的的三个位置(参看图2和3)。
如图4和5所示，活塞50具有与孔20对应的横截面形状，容纳于缸筒12的孔20中，于是，活塞50可沿孔20前后运动。活塞50的纵向两端具有凸缘52a、52b，该凸缘上制出环行槽54a、54b。橡胶制成的密封元件56a、56b设置在环行槽54a、54b中(参看图4)。凸缘52a、52b的前端表面为承压表面60a、60b，用于承受引入孔20的受压流体的压力，对此，将在后面说明。
如图5所示，每一密封元件56a、56b的外轮廓形状，具有本质上对应于孔20横截面形状的菱形形状，其中，每一转角部制成具有缓慢过渡的圆弧形形状。
如图4至6所示，上带62和下带64设置在缸筒12开口22处，于是，开口22在上下方向均被封闭。
如图6所示，上带62设有腿部66a、66b。上带62通过将腿部66a、66b配入缸筒12上的带安装槽26a、26b而安装在缸筒12上。上带用橡胶材料或树脂材料制成。此外，上带62可制成分离形式，该上带具有一种不锈钢制成的平直的板形平板元件和磁性材料制成的腿，于是，平直的板形平板元件被腿吸住。
如图6所示，下带64在其两端上表面部具有锥形面68a、68b，该锥形面与缸筒12上的锥形面28a、28b相对应。连接突起部70a、70b从锥形面68a、68b沿垂直方向向上延伸，但彼此分离且相距一段预定距离。一本质上为槽形的槽74被限定于连接突起部70a、70b之间。槽74作为一种通道供带分离器84a、84b从中通过，正如后面要说明的那样。作为下带64的材料，推荐下带64用柔性合成树脂元件。
下带64的锥形表面68a、68b与设置在缸筒12上的锥形表面28a、28b接合。此外，连接突起部70a、70b与开口22内表面72a、72b接合(参看图6)。因此，下带64安装在缸筒12上。下带64的下表面制成具有圆弧形轮廓，该圆弧形轮廓与每一密封元件56a、56b上端部(上角度部)的缓慢过渡的圆弧形轮廓对应。如图4所示，上带62和下带64的两端部均紧固在缸盖16a、16b上(不过，图4中只示出了左端)。
如图1和5所示，滑台14包括安装面80，用于安装工件；较厚的平板元件76，具有向安装面80弯曲的下表面部78。平板元件76的两端部，在短侧方向制成本质上与缸筒12的两侧面齐平。如图4所示，与容纳在孔20内之活塞50连接的活塞架(piston yoke)82紧固在滑台14的下表面78。沿孔20纵向方向导向的带分离器84a、84b设置在活塞架82的两端。带分离器84a、84b允许插入于设置在缸筒12的开口22处的上带62和下带64之间，以便将上带62与下带64在垂直方向相对于缸筒12彼此分开。
因此，正如在后面要说明的那样，根据引入孔20内受压流体的作用，活塞50在孔20内运动。于是，当滑台与活塞50连锁时，滑台14也在缸筒12的上表面部运动。在此过程中，带分离器84a、84b在上带62和下带64间的空间通过，如上所述，在垂直方向相对于缸筒12将上带62与下带64分开。
被相对于缸筒12向上分离的上带62，允许通过在带分离器84a、84b与滑台14间形成的空间。下带64允许通过带分离器84a、84b与活塞50间形成的空间。
当活塞50在孔20中运动时，负载从放置在安装表面80的工件施加在滑台14。此负载被一未示出的导轨装置所吸收。
用于将上带62压向缸筒12的夹持装置86a、86b，设置在滑台14内纵向方向的两端(参看图4)。就是说，夹持元件86a、86b起将上带62和下带64重新安装在开口22处的作用，上带62和下带64曾经借助于带分离器84a、84b被从开口22分离。
如图4所示，与上带62滑动接触的刮板90a、90b设置在滑台14纵向方向两端的底表面88a、88b上。借助于刮板90a、90b灰尘及类似东西被从侵入的滑台14和上带62间的空间除去。
如图4所示，此对缸盖16a、16b借助于衬垫92a、92b安装在缸筒12的两端，该衬垫用例如橡胶材料制成以便封闭缸筒12。因此，在相应的缸盖16a、16b与缸筒12间保持气密状态(图4中仅示出缸盖16a一端)。
凸缘98a、98b具有本质上为半球形的前端96a、96b，设置在衬垫92a、92b上，面向孔20。
凸缘98a、98b能贴靠活塞50的端部(承压表面60a、60b)。就是说，当活塞50往复运动并到达孔20的端部时，与缸盖16a、16b相撞，于是，凸缘98a、98b起减轻由碰撞所导致冲击的作用。
现参看图7对根据本发明实施例为无杆作用缸10设置的两排受压流体通道R、L进行说明。
如图7所示，受压流体通道R包括流体压力进口／出口200a、200b，分别在缸盖16a的相应侧表面100a、102a上制出；流体压力进口／出口200c，在缸盖16a的端面104a上制出；流体压力进口／出口200d，在缸盖16b的端面104b上制出；和流体旁路通道24b。
只有单个流体压力进口／出口200a、200b在侧表面100a、102a上制出。在每一端面104a、104b上制出的每一流体压力进口／出口200c、200d，是设置在端面104a、104b的下部，即在邻近缸盖16a、16b底部处。此外，在高度方向彼此并不重叠的单个流体压力进口／出口200a、200b，是设置在相应的侧面100a、102a上。因此，与图8所示传统技术中缸盖4、5相比，可消除压缩缸盖16a、16b上高度方向的尺寸。自然，流体压力进口／出口200a、200b和流体压力进口／出口200c间的位置关系可在缸盖16a上颠倒使用。就是说，流体压力进口／出口200a、200b与流体压力进口／出口200c相比较，可设置在更邻近缸盖16a底面的部位。
流体压力进口／出口200a至200c与缸筒12上的流体旁路通道24b，通过缸盖16a内的连接通道202连通。流体旁路通道24b与在缸盖16b内的流体压力进口／出口200d连通。引导通道204，是从连接通道202的分支，平行于流体旁路通道24b设置，并引导入孔20内。
因此，当一未示出的受压流体供给源被连接至任一流体压力进口／出口200a至200d，于是，可将受压流体供至受压流体通道R。在这种情况下，流体压力进口／出口200a至200d中未被利用的均被堵塞元件所堵塞。连接通道202和引导通道204的直径制成小于流体压力进口／出口200a至200d的直径。
如图7所示，受压流体通道L包括流体压力进口／出口300a、300b，分别在缸盖16b的相应侧表面100b、102b上制出；流体压力进口／出口300c，在缸盖16b的端面104b上制出；流体压力进口／出口300d，在缸盖16a的端面104a上制出；和流体旁路通道24a。
只有单个流体压力进口／出口300a、300b在侧表面100b、102b上制出。在每一端面104b、104a上制出的每一流体压力进口／出口300c、300d，是设置在端面104b、104a的下部，即在邻近缸盖16b、16a底部处。此外，在高度方向彼此并不重叠的单个流体压力进口／出口300a、300b，是设置在相应的侧面100b、102b上。因此，与图8所示传统技术中缸盖4、5相比，可压缩缸盖16a、16b上高度方向的尺寸。自然，流体压力进口／出口300a、300b和流体压力进口／出口300c间的位置关系可在缸盖16b上颠倒使用。就是说，流体压力进口／出口300a、300b与流体压力进口／出口300c相比较，可设置在邻近缸盖16a底面的部位。
流体压力进口／出口300a至300c与缸筒12上的流体旁路通道24a，通过缸盖16b内的连接通道302连通。流体旁路通道24a与在缸盖16a内的流体压力进口／出口300d连通。引导通道304，是从连接通道302的分支，平行于流体旁路通道24a设置，并引导入孔20内。
因此，当一未示出的受压流体供给源被连接至任一流体压力进口／出口300a至300d，于是，可将受压流体供至受压流体通道R。在这种情况下，流体压力进口／出口300a至300d中未被利用的，被堵塞元件所堵塞。连接通道302和引导通道304的直径制成小于流体压力进口／出口300a至300d的直径。
如上所述，根据本发明实施例，在无杆作用缸10上制出的受压流体通道R、L，在邻近无杆作用缸10的底面部位制出。因此可能压缩无杆作用缸10高度方向的尺寸。具有较低的重心可实现稳定的往复作用。因此，可实现无杆作用缸10的小尺寸，并有可能减小安装空间。
设置在缸盖16a、16b内的受压流体通道R、L是制成对称的。换句话说，受压流体通道R、L具有相同的结构。因此，例如当使用未示出的模塑机制造缸盖16a、16b时，它们可用单一的模具制造。就是说，缸盖16a、16b可只用一种形式的模具。因此，没有必要更换对应于模具的钻模，并可消除诸如调整钻模之类的复杂操作。于是，可大大降低缸盖16a、16b的生产成本，从而降低整个无杆作用缸10的生产成本。
根据本发明实施例之无杆作用缸10的基本结构如上所述。下面，对其功能与效果给予说明。
首先，任一流体压力进口／出口200a至200d和每一流体压力进口／出口300a至300d，通过一未示出的电磁操纵阀，均与受压流体供给源连通。在这种情况下，例如，为缸盖16a设置的流体压力进口／出口200a和为缸盖16b设置的流体压力进口／出口300a连接至电磁操纵阀，而缸盖16a的其它流体压力进口／出口200b至200d和缸盖16b的其它流体压力进口／出口300b至300d均被堵塞元件400a至400f所封闭(参看图1)。
如上所述，利用在侧面100a、102a、端面104a、侧面100b、102b，和在无杆作用缸另一侧的端面104b上制出的任一流体压力进口／出口200a至200d和任一流体压力进口／出口300a至300d是足够的。因此，管路设置的自由度得到改善。
特别是，当选择为缸盖16a设置的流体压力进口／出口200a和300d的组合，或为缸盖16b设置的流体压力进口／出口200d和300c的组合时，活塞50往复作用所必须的管路装置，可只利用端面104a或端面104b中之一端面绘制设置。因此，可建造安装空间集中的管路装置。
在此之后，当未示出的电磁操纵阀动作而将受压流体引入第一流体压力进口／出口200a，受压流体通过连接通道202和引入通道204被引入孔20以压在活塞50的承压表面60a上。根据受压流体的压力作用，活塞50向右运动(箭头X所示方向)如图4所示。
在这种设置中活塞50通过活塞架82与滑台14连接。因此，活塞50运动，当处于连锁状态时，滑台14也在缸筒12的上表面部运动。此外，带分离器84b安装在上带62和下带64之间。因此，上带62和下带64在缸筒12的上下方向从开口22处彼此分离。如上所述之彼此分离的上带62和下带64，借助于夹持元件86a又再次被设置在开口22处。容易理解，当受压流体被引入在缸盖16b上制出的流体压力进口／出口300a，实现的运行动作与上述方式相反。
权利要求
1．一种无杆作用缸，设有数个流体压力进口／出口(200a至200d，300a至300d)作为受压流体的引导口，以允许活塞(50)进行往复运动，其中，设置在所希望位置的所述流体压力进口／出口(200a至200d，300a至300d)能从所述数个流体压力进口／出口(200a至200d，300a至300d)中选择，所述无杆作用缸包括缸筒(12)，用于允许所述活塞(50)借助于所述受压流体沿所述内部空间(20)进行所述往复运动；流体旁路通道(24a，24b)，被限定在沿所述缸筒(12)的所述内部空间(20)延伸；缸盖(16a，16b)，设置在所述缸筒(12)的端部，用于封闭所述缸筒(12)，其中所述缸盖(16a，16b)具有侧面(100a，100b，102a，102b)，该表面至少设有一流体压力进口／出口(200a，200d，300a，300d)；和端面(104a，104b)，该表面至少分别设有两流体压力进口／出口(200c，200d，300c，300d)；和为所述缸盖(16a，16b)设置的所述流体压力进口／出口(200a至200d，300a至300d)的总数至少为四个或更多。
2．如权利要求1所述的无杆作用缸，其中，所述缸盖(16a、16b)具有引导通道(204，304)，设置在缸盖内，用于引入所述受压流体至所述内部空间(20)；连通通道(202，302)，用于将至少一所述流体压力进口／出口(200a至200d，300a至300d)与所述流体旁路通道(24a，24b)连通。
3．如权利要求2所述的无杆作用缸，其中，所述引导通道(204，304)与所述连通通道(202，302)在所述缸盖(16a，16b)内连通。
4．如权利要求2所述的无杆作用缸，其中，所述流体旁路通道(24a，24b)本质上平行于所述引导通道(204，304)
5．如权利要求2所述的无杆作用缸，其中，所述引导通道(204，304)的直径和所述连通通道(202，302)的直径制成小于所述流体压力进口／出口(200a至200d，300a至300d)的直径。
6．如权利要求1所述的无杆作用缸，其中所述缸盖(16a，16b)包括第一缸盖(16a)，安装在所述缸筒(12)的第一端；第二缸盖(16b)，安装在所述缸筒(12)的第二端；和所述第一缸盖16a和所述第二缸盖16b彼此互换并可通用。
7．如权利要求6所述的无杆作用缸，其中，至少一设置在第一缸盖(16a)的所述端面(104a)上的所述流体压力进口／出口(300d)，与在所述第二缸盖(16b)制出的引导通道(304)连通。
8．如权利要求6所述的无杆作用缸，其中，至少一设置在第二缸盖(16b)的所述端面(104b)上的所述流体压力进口／出口(200d)，与在所述第一缸盖(16a)制出的引导通道(204)连通。
9．如权利要求6所述的无杆作用缸，其中，所述第一缸盖(16a)和所述第二缸盖(16b)用单一模具制出。
10．如权利要求7所述的无杆作用缸，其中，所述流体压力进口／出口(200a，200b)是单独地在所述第一缸盖(16a)的每一所述侧面(100a，102a)制出。
11．如权利要求8所述的无杆作用缸，其中，所述流体压力进口／出口(300a，300b)是单独地在所述第二缸盖(16b)的每一所述侧面(100b，102b)制出。
全文摘要
一种无杆作用缸(10),包括:缸筒(12),该缸筒内具有活塞(50),该活塞可沿纵向方向前后运动;流体旁路通道(24a,24b),设置在缸筒(12)内,沿纵向方向延伸;一对缸盖(16a,16b),安装在缸筒(12)的端部。缸盖(16a,16b)具有:例表面(100a),至少设有一流体压力进口/出口(200a);端面(104a),至少设有两流体压力进口/出口(200c,300d)。此外,缸盖(16a)设有至少四个或更多个流体压力进口/出口(200a至200d,300a至300d)。
文档编号F15B15/00GK1293316SQ00131419
公开日2001年5月2日 申请日期2000年10月18日 优先权日1999年10月18日
发明者金子纯也 申请人:Smc株式会社